L'importanza dei filtri a fusione per il riciclaggio della plastica nel settore del riciclaggio

I filtri per il riciclaggio della plastica fusa sono apparecchiature fondamentali nella produzione di plastica riciclata, in quanto rimuovono le impurità dalla plastica fusa e garantiscono la qualità e le prestazioni dei materiali riciclati. La seguente analisi ne descrive nel dettaglio l'importanza nel settore del riciclaggio, in termini di principi tecnici, valore applicativo e impatto sul settore:

 I. Funzioni principali dei filtri a fusione: rimozione precisa delle impurità 

1. Oggetti di filtrazione e principi tecnici 

• Tipi di impurità

• Impurità fisiche: polvere, detriti metallici, sabbia, corpi estranei non frantumati (come residui di carta per etichette); 

• Impurità chimiche: prodotti di degradazione dell'ossidazione, additivi residui (ad esempio plastificanti, ritardanti di fiamma) e miscele di diverse plastiche (ad esempio PE miscelato in PP).

• Principio di filtrazione: 

• Le particelle solide presenti nella massa fusa vengono intercettate da supporti porosi (come filtri metallici o elementi filtranti sinterizzati). La massa fusa pura viene spinta attraverso la differenza di pressione, mentre le impurità vengono trattenute. Ad esempio, un filtro da 60 mesh può filtrare particelle di dimensioni superiori a circa 250 micron, mentre un filtro da 100 mesh può filtrare fino a dimensioni inferiori a 150 micron (un numero di mesh più elevato = maggiore precisione di filtrazione).

2. Impatto diretto sulla qualità dei materiali riciclati 

• Proprietà meccaniche migliorate: 

• La rimozione delle impurità evita i punti deboli nei materiali riciclati. Ad esempio, se nel PET riciclato rimangono detriti metallici, la resistenza alla rottura delle fibre diminuirà di oltre il 30%;  

• Aspetto migliorato: 

• La trasparenza e l'uniformità del colore dei materiali riciclati migliorano significativamente dopo la filtrazione. Quando si utilizza PP riciclato per contenitori trasparenti, sono necessari filtri a maglie alte (ad esempio, da 120 mesh) per rimuovere le impurità a livello di micron;

• Stabilità alla fusione: 

• Le impurità causano fluttuazioni nella viscosità del fuso. Dopo la filtrazione, l'intervallo di fluttuazione della pressione durante l'estrusione può essere ridotto da ±10% a ±3%, migliorando la precisione dimensionale dei prodotti.

 II. Ruoli chiave dei filtri a fusione nell'intero processo di riciclaggio 

1. Protezione delle apparecchiature a valle e riduzione dei costi di manutenzione

• Protezione delle viti e degli stampi dell'estrusore:

• Se le impurità non vengono filtrate, le particelle metalliche graffieranno le filettature delle viti, riducendone la durata (durata normale: 5-8 anni; l'usura dovuta alle impurità può ridurla a 2-3 anni). Se i canali di colata degli stampi sono bloccati dalle impurità, sono necessari frequenti arresti per la pulizia, con conseguente riduzione dell'efficienza produttiva (ogni arresto comporta perdite di circa 500-2.000 dollari). 

• Caso di studio: 

• Un impianto di riciclaggio di scaglie di bottiglie in PET che non utilizzava un filtro efficiente ha sostituito la vite dell'estrusore tre volte in sei mesi, aumentando i costi di manutenzione di 200.000 yen. Dopo il passaggio a un filtro a candela, la durata della vite è aumentata a 4 anni, con un risparmio di 150.000 yen all'anno. 

2. Ampliamento degli scenari applicativi dei materiali riciclati

• Esempio:

• I materiali in PET riciclato per uso alimentare devono passare attraverso un filtro a fusione con un numero di maglie superiore a 200, combinato con l'adsorbimento di carbone attivo, per soddisfare i requisiti di impurità e odore della FDA (Food and Drug Administration statunitense) per le plastiche a contatto con gli alimenti.

3. Migliorare il valore economico dei materiali riciclati

• Differenza di prezzo:

• Il prezzo dei materiali PP riciclati non filtrati è di circa 4.000 yuan/tonnellata, mentre quello dei materiali filtrati può raggiungere i 6.000-8.000 yuan/tonnellata (a seconda della precisione); il prezzo dei materiali riciclati utilizzati in settori di fascia alta (come i componenti dei dispositivi medici) può superare i 12.000 yuan/tonnellata.

• Bilancio costi-benefici:

• Un filtro a fusione con cambiafiltro automatico costa circa 50.000-200.000 yuan, ma può aumentare il premio dei materiali riciclati del 20%-50% e l'investimento per l'attrezzatura viene solitamente recuperato entro 6-12 mesi.

III. Vantaggi tecnici e scenari applicabili di diversi tipi di filtri a fusione

1. Filtri a piastra filtrante (come le piastre filtranti utilizzate nella serie TL650)

• Caratteristiche: Struttura semplice, la filtrazione è ottenuta sostituendo le piastre metalliche dello schermo e il costo è basso;

• Scenari applicabili: (capacità produttiva di 500-4.000 kg/h) e materiali di scarto con elevato contenuto di impurità (come pellicole agricole e rifiuti plastici di costruzione);

• Vantaggi: non è necessario sostituire manualmente lo schermo regolarmente (ogni 20-30 giorni circa) e, grazie agli strumenti di smontaggio, si riducono notevolmente i costi e si migliora l'efficienza per i clienti.

2. Filtri a candela

• Caratteristiche: Adotta elementi filtranti sinterizzati porosi (come la sinterizzazione di polvere di acciaio inossidabile), con un'ampia area di filtrazione e un'elevata precisione (fino a 10 micron);

• Scenari applicabili: scenari di riciclaggio ad alta purezza come scaglie di bottiglie in PET e plastica medica;

• Vantaggi: è possibile effettuare il controlavaggio in linea, riducendo i tempi di fermo ed è adatto alla produzione continua.

3. Filtri per cambio automatico dello schermo

• Caratteristiche: Le piastre dello schermo vengono sostituite da un azionamento idraulico senza spegnimento e la precisione di filtrazione è regolabile da 10 a 100 micron;

• Scenari applicabili: produzione su larga scala (capacità produttiva > 1 tonnellata/h), come linee di riciclaggio e granulazione di film PE;

IV. Tendenze del settore: gli aggiornamenti tecnologici dei filtri guidano l'innovazione nel settore del riciclaggio

1. Combinazione di alta precisione e intelligenza

• Tendenze di sviluppo:

  Introdurre sistemi di monitoraggio visivo basati sull'intelligenza artificiale per rilevare in tempo reale il contenuto di impurità nella massa fusa e regolare automaticamente la pressione di filtrazione;

  Sviluppare la tecnologia di filtrazione a gradiente, con il primo strato per la filtrazione grossolana (40 mesh) per rimuovere le particelle più grandi e il secondo strato per la filtrazione fine (200 mesh) per rimuovere le impurità a livello di micron, migliorando l'efficienza.

  
  

2. Tutela ambientale e progettazione a risparmio energetico

• Filtri a basso consumo energetico:

• Combinare il riscaldamento elettrico con strati di isolamento termico per ridurre la perdita di calore durante il processo di fusione (i filtri tradizionali consumano circa 0,3 kWh/kg, mentre i nuovi tipi a risparmio energetico possono essere ridotti a 0,15 kWh/kg);

• Riciclaggio dei rifiuti:

• Se le impurità intercettate contengono plastica riciclabile, il tasso di riciclaggio dei rifiuti può essere aumentato dal 60% a oltre il 90% tramite tecnologie di frantumazione e filtrazione secondaria.

  
  

3. Standard internazionali che guidano gli aggiornamenti tecnologici

• Requisiti della nuova strategia dell'UE sulla plastica:

• Entro il 2030, tutti gli imballaggi in plastica dovranno essere riciclabili al 100% e il contenuto di impurità nei materiali riciclati dovrà essere < 0,1%, promuovendo lo sviluppo di filtri a fusione verso un'elevata precisione + automazione;

• Disposizioni degli standard cinesi per l'utilizzo completo dei rifiuti plastici:

• Quando si utilizzano materiali in PET riciclato per gli imballaggi alimentari, questi devono passare attraverso un filtro con un numero di maglie superiore a 150 e presentare un rapporto di prova di terze parti.

V. Conclusione: i filtri a fusione come garanti della qualità della filiera del riciclaggio

Nel campo del riciclaggio della plastica, i filtri a fusione non sono solo strumenti per la rimozione delle impurità, ma anche nodi chiave che collegano materiali riciclati di alto valore e materiali di scarto. La loro importanza può essere riassunta come segue:

• Aspetto tecnico: determinare se i materiali riciclati possono essere impiegati in campi di applicazione di fascia alta (ad esempio imballaggi alimentari e dispositivi medici);

• Aspetto economico: interrompere il circolo vizioso di bassa qualità e basso prezzo per le imprese di riciclaggio migliorando la qualità dei materiali;
  

• Aspetto ambientale: contribuire a realizzare un'economia circolare della plastica e ridurre l'uso improprio o l'inquinamento secondario dei materiali riciclati causato dalle impurità.

Pertanto, la scelta di un filtro a massa fusa adatto (ad esempio, selezionando il numero di maglie della piastra filtrante in base al tipo di rifiuto e il sistema di cambio automatico del filtro in base alla capacità produttiva) è una delle strategie fondamentali che consentono alle aziende di riciclaggio di migliorare la propria competitività.